基于小波变换的语音信号去噪算法研究

摘要

日常生活中人与人之间的交流离不开语音，语音也是传递信息的重要介质，它是一种时变、非平稳的随机信号。人们在进行语音交流时会受到来自周围环境噪声影响，在语音通信过程中也会受到噪声干扰。当外界环境噪声与人们所需要的语音频谱相似时，去除混入语音信号中的噪声尤为困难。利用小波变换分析语音这种非平稳信号，对于语音信号处理显得非常重要。本文利用小波多分辨率分析的特点，通过对小波阈值去噪算法深入研究，提出了具有更好去噪效果的新阈值函数去噪方法。具体工作如下： 1、分析了傅里叶变换和短时傅里叶变换原理，然后引申到小波变换和小波分析，重点分析了基于小波变换的小波阈值去噪算法，对小波阈值去噪算法中所涉及的小波分解层数、阈值、小波基以及阈值函数进行了深入分析和研究。 2、针对传统的小波阈值去噪算法中，经硬阈值去噪算法处理后的语音会产生振荡，而经软阈值去噪处理后的语音失真较大的缺陷。本文提出一种新的改进的小波阈值函数。新的阈值函数算法考虑了噪声小波变换模值的衰减符合指数这一规律，并通过调整其中的参数，避免了传统阈值函数直接在小波系数小于阈值时进行置零的处理方法，从而有效增强了去噪效果。 3、为进一步增强对低信噪比带噪语音的去噪效果，本文提出了卡尔曼滤波法和改进的小波阈值法结合的两步去噪法。实验表明该方法可以提高语音信号输出信噪比，降低信号的失真程度，是一种有效的增强算法。

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